JP2001268015A - 波長可変光送信装置および光ネットワーク - Google Patents
波長可変光送信装置および光ネットワークInfo
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Abstract
器を用いるとき、波長の変更過程で他の光伝送装置が用
いる波長を通過し、他の光伝送装置の正常な通信を阻害
する。 【解決手段】波長可変の光送信装置に対して、その光信
号出力の遮断および通過の制御を行う光ゲートと、該光
送信装置が波長変更を行っている間に、光ゲートの状態
を遮断し、波長が目標値に達して、ほぼ安定化してから
光ゲートの状態を遮断から通過に切替える制御を行うコ
ントローラを設ける。
Description
なる波長の光信号を波長分割多重(Wavelength Divisio
n Multiplexing 以下WDMと記載)して伝送する光ファ
イバ伝送システム技術に係り、特に、送信波長を可変と
した光送信装置および、それを用いた光ネットワークに
関する。
特開平4−72783号公報に述べられている。この光
源を搭載することにより、送信波長を可変とする光送信
装置を実現することが可能である。この送信波長可変光
送信装置は、近年急速に発達しているWDMネットワーク
における予備送信器として、注目を集めている。すなわ
ち、従来の波長固定光送信器をWDMネットワークに適用
した場合、予備系を設けるためには、現用系と同じ数の
高価な光送信器が必要になってしまう。これに対して、
波長可変光送信器を予備系送信器に採用すれば、波長可
変範囲に入る波長数分の1の数の予備系光送信器を準備
するので足るのである。
が可変の光送信装置をWDMネットワークに適用した場
合に問題が発生しうる。即ち、WDMネットワークにお
いて、ある光送信装置の波長(例えばλ1とする)を、
他の波長(例えばλ4)に変更する場合、変更過程で波
長はλ1からλ4へと連続的に変化するため、光送信装
置は中間の波長であるλ2やλ3を通過する(λ1<λ
2<λ3<λ4)。ところが、波長λ2や波長λ3は他
の光送信装置が送出し、他の情報の光信号伝送に用いて
いる。これら波長(λ2、λ3)の光信号を受信する光
受信装置もネットワーク内に存在する。
すべき光送信装置(λ2あるいはλ3を送出)からの光
信号の他に、上記の波長を変更した光送信装置が変更過
程で発生する光信号(λ2あるいはλ3)が入力してし
まい、正常の受信を妨害してしまう。本発明の目的は、
このような課題を解決する光送信装置およびそれを適用
した光ネットワークを提供することにある。
光送信装置に対して、その光信号出力の遮断および通過
の制御を行う光ゲートと、該光送信装置が波長変更を行
っている間に、光ゲートの状態を遮断し、波長が目標値
に達して、ほぼ安定化してから光ゲートの状態を遮断か
ら通過に切替える制御を行うコントローラを設けること
により実現することができる。
用いて説明する。本発明の実施の形態である光送信装置
の実施例を、図1および図2を用いて説明しよう。ここ
で、図1は光送信装置のブロック図、図2は波長の変更
過程を説明する図である。
光信号の波長λXを変更することができる波長可変光送
信器1と、波長可変光送信器1から出力される光信号を
入力とし、その通過あるいは遮断を制御する光ゲート2
と、光ゲートを駆動する光ゲート駆動回路3と、波長可
変光送信器1の波長を制御するために目標波長情報を出
力し、波長可変光送信器1からの波長監視情報を受信
し、波長変更を行う間に上記光ゲートの状態を遮断と
し、波長が目標値に達して、ほぼ安定となってから該光
ゲートを通過状態に制御するコントローラ4とから構成
される。
光源5と、波長可変光源5からの出力を分岐する光分岐
器6と、分岐された一方の光信号を入力として波長を監
視する波長監視回路7と、波長監視回路7にて検出され
た実際の波長と、目標となる波長の差分が零に近づくよ
うに制御信号を発生する波長制御回路8と、波長制御回
路8からの信号に基づいて波長可変光源5を駆動する光
源駆動回路9とから構成する。波長監視回路7は、例え
ば市販のスペクトラムアナライザや波長モニタを用いて
実現することができ、監視情報はコントローラ4に送出
される。また、波長制御回路8は、コントローラ4から
与えられる目標波長情報と、実際の監視波長との差分に
比例する制御信号を出力するもので、負帰還制御に通常
使用されるような回路にて実現することができる。光ゲ
ート2は、例えば、光スイッチ、変調器等により実現す
ることができる。
波長可変光送信器1の波長を制御できると共に、実際の
波長を監視することが出来るので、波長変更の間に光ゲ
ート2を遮断状態とし、波長が目標値にほぼ安定化して
から該光ゲートを通過状態に戻すという制御が可能な光
送信装置を実現することができる。
図は例として、可変波長光送信装置から出力する波長λ
Xを、初期の波長(λ1)から目標となる波長(λ4)
に波長を変更する場合の波長(図2(a)、図2
(d))、光ゲート状態(図2(b))、光信号レベル
(図2(c))を表している。
ートに入力する光信号の波長である。時刻 t1まで初
期の波長(λ1)に保持されていた波長は、時間t1か
ら波長変更され、波長λ2、λ3を通過して時間t2に
て目標となる波長(λ4)に到達し、時間t2以降はλ
4に安定化される。この波長変更に対応して、光ゲート
(図2(b))は、時刻 t1までは通過状態である
が、時刻t1からt2の間は遮断状態となり、時刻t2
以降は再び通過状態となるよう制御する。以上の動作に
より光ゲートから出力される図1のB部の光信号レベル
(図2(c))は、時刻t1からt2までの間には無し
(あるいは、殆ど無し)となる。従って、光ゲートから
出力される光信号の波長(図2(d))は、時刻t1ま
ではλ1、時刻t2以降はλ4となり、時刻t1からt
2の間には光信号自体が出力されない。
送信装置光受信装置間で、λ2あるいはλ3を用いて行
われている通信を妨害しない。以上より、本実施例によ
れば、波長変更時には光信号を出力せず、波長変更後に
光信号を出力することが可能で、波長変更時にも他波長
の通信の特性に影響を及ぼさない波長可変光送信装置を
実現できる。
型の光源を選択することもできる。ただし、この場合、
集積された変調器部を閉じた状態での波長可変は可能で
は有るものの、波長制御回路へのフィードバックができ
ないので、この場合にも同様の構成を採る必要がある。
1に含めずコントローラ4の内部で処理することも可能
である。これは、以下の実施例でも同様である。
の実施例を、図3を用いて説明しよう。ここで、図3は
光送信装置のブロック図である。また、図1と同一の構
成には同一の符号を付してある。なお、以下の実施例で
も原則として同一の構成には同一の符号を付す。
施例の光送信装置100Aとの違いは、光ゲート2を光
変調器と兼用することにある。すなわち光ゲート駆動回
路3には、コントローラ4からの光ゲート制御信号と、
データ信号とを入力可能で、通常のデータ送信時には、
一定波長に制御された波長可変光源の光を、光ゲート2
でデータ信号に依存する駆動信号にてオンオフすること
により、出力として光データ信号を得ることができる。
ので、半導体あるいはリチウムナイオベイトを用いたマ
ッハツェンダー型の外部光変調器や、半導体を用いた電
界吸収型の外部光変調器、等を用いる必要がある。本実
施例でも、光ゲート駆動回路3の制御をデータ信号から
コントローラ4からの光ゲート制御信号に切り替えるこ
とによって、波長を変更する際には、図1および図2で
説明したと同様の制御が可能であり、波長変更時にも他
波長の通信の特性に影響を及ぼさない波長可変光送信装
置を実現できる。
の実施例を、図4を用いて説明しよう。ここで、図4は
光送信装置のブロック図である。本実施例の光送信装置
100Cと図1の実施例の光送信装置100Aとの違い
は、光分岐器6と光ゲート2との間に光変調器10を設
けた点にある。この光変調器10は、光変調器駆動回路
11によってデータ信号に応じた駆動信号によりオンオ
フされ、光データ信号を出力する。
の実施例を、図5を用いて説明しよう。ここで、図5は
光送信装置のブロック図である。本実施例の光送信装置
100Dと図1の実施例の光送信装置100Aとの違い
は、光ゲート2の後段に光変調器10を設けた点にあ
る。この光変調器10は、光変調器駆動回路11によっ
てデータ信号に応じた駆動信号によりオンオフされ、光
データ信号を出力する。
の実施例の構成に、光変調器10を付加したものである
ので、図2で説明した波長変更時には光信号を出力せ
ず、波長変更後に光信号を出力することが可能で、波長
変更時にも他波長の通信の特性に影響を及ぼさない波長
可変光送信装置を同様に実現できる。
の実施例を、図6を用いて説明しよう。ここで、図6は
光送信装置のブロック図である。図6に示した光送信装
置100Eは、出力光信号の波長λXを変更することがで
きる波長可変光送信器1と、波長可変光送信器1から出
力される光信号を入力とし、その通過あるいは遮断を制
御する光レベル制御器17と、波長可変光送信器1の波
長を制御するために目標波長情報を出力し、波長可変光
送信器1からの波長監視情報を受信し、波長変更を行う
間に光レベル制御器17の状態を遮断とし、波長が目標
値に達して、ほぼ安定となってから光レベル制御器17
を通過状態に制御するコントローラ4とから構成されて
いる。コントローラ4は、さらに光レベル制御器17か
ら光レベル監視情報を受信し、光レベル制御器17の出
力光レベルを制御するための目標光レベル情報を出力す
る。
した通りである。また、光レベル制御器17は、波長可変
光送信器1からの光を減衰させる光可変減衰器12と、
光可変減衰器12の通過光を例えば分岐比9:1で分岐
する第2の光分岐器13と、第2の光分岐器13からの
監視用の光のレベルを監視する光レベル監視回路14
と、光レベル監視回路14で電気信号に変換された信号
レベルとコントローラ4から与えられる目標光レベル情
報とを比較し、差分が零に近づくように制御信号を発生
する光レベル制御回路15と、光レベル制御回路15か
らの信号に基づいて光可変減衰器12を駆動する光可変
減衰器駆動回路16と、から構成されている。
ポリマ材料を用いた光可変減衰器やエルビウム添加ファ
イバ(EDF)を用いた光可変減衰器、等が利用でき
る。以上の構成によれば、コントローラ4は、波長可変
光送信器1の波長を制御できると共に、実際の波長を監
視することが出来るので、波長変更の間に光可変減衰器
12を遮断状態とし、波長が目標値にほぼ安定化してか
ら光可変減衰器12を通過状態に戻すという制御が可能
な光送信装置を実現することができる。また、本実施例
によれば出力する光信号レベルが所定の値となるように
光可変減衰器12を制御して、一定値の光信号レベルを
得る波長可変光送信装置を得ることができる。
に、波長可変光源5として、変調器集積型の光源を選択
することもできる。ただし、この場合、集積された変調
器部を閉じた状態での波長可変は可能では有るものの、
波長制御回路へのフィードバックが出来ないので、この
場合にも同様の構成を採る必要がある。
制御器17に含めずコントローラ4の内部で処理するこ
とも可能である。これは、以下の実施例でも同様であ
る。
の実施例を、図7を用いて説明しよう。ここで、図7は
光送信装置のブロック図である。本実施例の光送信装置
100Fと図6の実施例の光送信装置100Eとの違い
は、波長可変光送信器1と光レベル制御器17との間に
光変調器10を設けた点にある。この光変調器10は、
光変調器駆動回路11によってデータ信号に応じた駆動
信号によりオンオフされ、光データ信号を出力する。
の実施例を、図8を用いて説明しよう。ここで、図8は
光送信装置のブロック図である。本実施例の光送信装置
100Gと図6の実施例の光送信装置100Eとの違い
は、光レベル制御器17の後段に光変調器10を設けた
点にある。この光変調器10は、光変調器駆動回路11
によってデータ信号に応じた駆動信号によりオンオフさ
れ、光データ信号を出力する。
の実施例の構成に、光変調器10を付加したものである
ので、図2で説明した波長変更時には光信号を出力せ
ず、波長変更後に光信号を出力することが可能で、波長
変更時にも他波長の通信の特性に影響を及ぼさない波長
可変光送信装置を同様に実現できる。また、出力する光
信号レベルが所定の値となるように光可変減衰器12を
制御して、一定値の光信号レベルを得る波長可変光送信
装置を得ることができる。
ネットワークの実施例を、図9を用いて説明しよう。こ
こで、図9は波長多重光ネットワークのブロック図であ
る。本実施例では、波長多重数4として説明する。光ネ
ットワークの通常動作時には、各データ信号は各波長固
定光送信装置19(波長はλ1〜λ4)に入力する。各
波長固定光送信装置からの出力光信号は波長多重器20
にて波長多重され、光ファイバ伝送路22にて伝送さ
れ、波長分離器23にて波長分離され、分離された各波
長の光信号はそれぞれ光受信装置24にて受信される。
このとき、波長可変光送信装置100の出力は遮断され
ている。
うち一台が故障した場合、例えば波長λ4を出力する光
送信装置19−4が故障した場合、波長可変光送信装置
100はその出力を遮断した状態で、出力波長をλ4に
変更後に安定化し、その後に遮断状態から光出力状態へ
と遷移する。同時に、電気信号を選択するセレクタ25
は、従来19−4に入力していたデータ信号を選択し
て、出力する。
00は波長固定光送信装置19−4と同じ光信号を出力
することができる。波長可変光送信装置100からの出
力光信号は光コンバイナ21にて、他の波長λ1〜λ3と
多重化され、光ファイバ伝送路22に送出される。ここ
で、光コンバイナとは波長に依らず結合可能な光学部品
である。例えば、光カプラを上記光コンバイナとして用
いることができる。
の波長を出力する光送信装置19−1〜19−3が故障
した場合でも同様に波長可変光送信装置100により対
応することができる。また、波長可変光送信装置100
としては、変調器を含む100B、100C、100
D、100Fおよび変調器集積型の光源を用いた100
A、100Eの波長可変光送信装置を用いることができ
る。これは、以下の実施例でも同じである。
装置を用いた波長多重の光ネットワークにおいて、波長
可変光送信装置100を1台だけ予備として設置するこ
とにより、上記波長固定光送信装置のうちいずれの1台
が故障した場合であっても、復旧することができる。も
ちろん、波長可変光送信装置の台数を複数台とすれば、
複数台の波長固定光送信装置の同時故障に対しても復旧
をすることができる。なお、本実施例および後続の実施
例で、波長固定光送信装置は、波長可変光送信装置であ
っても構わない。
トワークの他の実施例を、図10を用いて説明しよう。
ここで、図10は波長多重光ネットワークのブロック図
である。本実施例の、本波長多重ネットワークは、ノー
ド26−1〜26−3で構成され、従来λ1、λ2の2
波長で、ノード26−1とノード26−2との間、およ
びノード26−2とノード26−3との間でデータを伝
送していた2システムを連結し、4波長としてノード2
6−1とノード26−3との間のデータ伝送を可能にし
たシステムである。
の光送信装置19を用い、λ1、λ2の2波長で、チャ
ネル1、チャネル2のデータを光コンバイナ21−1で
波長多重し、ノード26−2に伝送する。ノード26−
2では、波長固定の光送信装置19を用い、λ1、λ2
の2波長で、チャネル3、チャネル4のデータを光コン
バイナ21−2で波長多重し、ノード26−3に伝送す
る。さらに、ノード26−2では、ノード26−1から
送信されてきた波長多重信号を、波長分離器23−1で
λ1、λ2の2波長に分離し、一旦光受信装置24−1
で電気信号に変換した後、波長可変光送信装置100で
λ3、λ4の2波長に変換される。チャンネル1、チャ
ンネル2のλ3、λ4の2波長は、光コンバイナ21−
2でチャンネル3、チャンネル4のλ1、λ2の2波長
と波長多重され、ノード26−3に伝送される。ノード
26−3では、波長分離器26−3でλ1〜λ4の各波
長に分離し、光受信装置24でO/E変換して電気デー
タ信号を得ている。このとき、チャネル1およびチャネ
ル2の信号は、ノード26−2で波長変換されているの
で、λ3およびλ4の波長である。
備を改造することなくノード26−2で波長変換するこ
とで、ノード26−1とノード26−3との間の伝送を
可能としている。
た装置で、送信波長が所定の波長に安定化された装置
は、光トランスポンダと呼ばれる。一般的に、光の受信
側では、波長分離器が高精度に波長を分離するので、光
受信装置は波長に対して広い帯域幅(λ1〜λ4を含
む)を持っていても構わない。このため、本実施例の光
受信装置と波長可変光送信装置とを組合せたトランスポ
ンダは、λ1〜λ4のいずれの波長でも受信でき、λ1
〜λ4のいずれの波長でも送信できる汎用性がある。つ
まり、従来、トランスポンダを用いた伝送システムで
は、送信波長が固定であったため、トランスポンダの故
障に備えて、波長の数と同数のトランスポンダを予備と
して備えておく必要があった。しかし、本発明の波長可
変光送信装置を用いたトランスポンダを予備として用い
ると、複数の波長固定のトランスポンダに対して、その
中のどの1台の故障に対しても予備トランスポンダは交
換可能であり、予備トランスポンダの数を節約できる。
を出力せず、波長変更後に光信号を出力することが可能
で、WDMシステムにおいて、波長変更時にも他波長の
通信の特性に影響を及ぼさない波長可変光送信装置を実
現できた。さらに、本発明の波長可変光送信装置を用い
て、経済的に波長多重の光ネットワークを実現できた。
るブロック図である。
変更過程を説明する図である。
明するブロック図である。
明するブロック図である。
明するブロック図である。
明するブロック図である。
明するブロック図である。
明するブロック図である。
明するブロック図である。
を説明するブロック図である。
動回路、4…コントローラ、5…波長可変光源、6…光
分岐器、7…波長監視回路、8…波長制御回路、9…光
源駆動回路、10…光変調器、11…光変調器駆動回
路、12…光可変減衰器、13…光分岐器、14…光レ
ベル監視回路、15…光レベル制御回路、16…光可変
減衰器駆動回路、17…光レベル制御器、18…波長固
定光送信装置、18…波長多重器、21…光コンバイ
ナ、22…光ファイバ伝送路、23…波長分離器、24
…光受信装置、25…セレクタ、26…ノード、100
…本発明の波長可変光送信装置。
Claims (9)
- 【請求項1】波長可変光送信器と、波長可変光送信器の
出力に接続した光ゲートと、波長可変光送信器の波長を
第1の波長から第2の波長に変更する間は光ゲートを閉
じるように制御するコントローラと、を含む波長可変光
送信装置。 - 【請求項2】波長可変光送信器と、波長可変光送信器の
出力に接続した光ゲートと、光ゲートの出力に接続し光
信号に変調を加える光変調器と、波長可変光送信器の波
長を第1の波長から第2の波長に変更する間は光ゲート
を閉じるように制御するコントローラと、を含む波長可
変光送信装置。 - 【請求項3】波長可変光送信器と、波長可変光送信器の
出力に接続し光信号に変調を加える光変調器と、光変調
器の出力に接続した光ゲートと、波長を第1の波長から
第2の波長に変更する間は光ゲートを閉じるように制御
するコントローラと、を含む波長可変光送信装置。 - 【請求項4】前記波長可変光送信器は、波長可変光源
と、波長可変光源の出力に接続した光分岐器と、分岐さ
れた光の波長を監視する波長監視回路と、波長可変光源
を駆動する光源駆動回路と、を含む、請求項1ないし請
求項3いずれか一つに記載の波長可変光送信装置。 - 【請求項5】前記光ゲートは、光ゲート駆動回路で駆動
され光信号に変調を加える、請求項1に記載の波長可変
光送信装置。 - 【請求項6】波長可変光送信器と、波長可変光送信器の
出力に接続した光レベル制御器と、波長可変光送信器の
波長を第1の波長から第2の波長に変更する間は光レベ
ル制御器を閉じるように制御するコントローラと、を含
む波長可変光送信装置。 - 【請求項7】広範囲の波長の光信号を受信可能な光受信
装置と、 波長可変光送信器と、波長可変光送信器の出力側に設け
た光ゲートと、波長可変光送信器の出力側に設けた変調
器と、波長可変光送信器の波長を第1の波長から第2の
波長に変更する間は光ゲートを閉じるように制御するコ
ントローラと、を含む波長可変光送信装置と、を含み、
光受信装置で受信したデータを可変波長光送信装置で送
信する光トランスポンダ。 - 【請求項8】広範囲の波長の光信号を受信可能な光受信
装置と、 光変調器を内蔵する波長可変光送信器と、波長可変光送
信器の出力側に設けた光ゲートと、波長可変光送信器の
波長を第1の波長から第2の波長に変更する間は光ゲー
トを閉じるように制御するコントローラと、を含む波長
可変光送信装置と、を含み、光受信装置で受信したデー
タを可変波長光送信装置で送信する光トランスポンダ。 - 【請求項9】第1の複数のデータ信号をそれぞれ異なる
波長の光に変換する第1の複数の光送信装置と、 複数の光送信装置から送出される第1の複数の波長の光
信号を多重化し第1の多重化信号とする波長多重器と、 分岐された第1の複数のデータ信号から一つを選択する
セレクタと、 波長可変光送信器と、波長可変光送信器の出力側に設け
た光ゲートと、波長可変光送信器の出力側に設けた変調
器と、波長可変光送信器の波長を第1の波長から第2の
波長に変更する間は光ゲートを閉じるように制御するコ
ントローラと、を含みセレクタで選択されたデータ信号
を第1の複数の波長から選択された一つの波長で送出す
る波長可変光送信装置と、 第1の多重化信号と、波長可変光送信装置の出力信号と
を結合させる光コンバイナと、からなる光伝送システ
ム。
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Cited By (5)
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